ЛР_15

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра электронных приборов и устройств

отчет

по лабораторной работе №15

по дисциплине «Аналоговая схемотехника»

Тема: Аналоговый широтно-импульсный модулятор

Студенты гр. 8204		Овсянников А. И.
		Дичковский Д. Ю.
Преподаватель		Шаповалов С.В.

Санкт-Петербург

2021

Протокол наблюдений:

Цель работы:

Изучение свойств, принципа действия и приобретение навыков сборки схем с генератором линейно изменяющегося напряжения и аналоговым широтно-импульсным модулятором, собранным на его основе.

Схемы измерительных установок.

Рисунок 1 - ГЛИН для проведения исследований

Рисунок 2 - Широтно-импульсный модулятор на ГЛИН для проведения исследований

Экспериментальные результаты:

Значения, полученные для схемы, представленной на рисунке 1:

Размах пилообразного напряжения: U_PK-PK = 10.2 B,

Частота пилообразного напряжения: f = 1.13 Гц,

Емкость дополнительного навесного конденсатора: C = 2.2 мкФ.

Частота пилообразного напряжения: f = 245 Гц

Рисунок 3 - Осциллограмма исследуемой схемы

Обработка результатов эксперимента.

1. Использовалась схема ГЛИН (см. рис. 2) с Измерить частоту и двойной размах пилообразного напряжения Uглин при помощи осциллографа. Сравнить значения с теоретически рассчитанным.

Экспериментально измеренное значение:

Теоретически рассчитанное значение:

2. Использовалась дополненная компаратором схема ГЛИН (см. рисунок 2).

3. Также использовалась схема рис. 3, но вместо двух параллельно включенных конденсаторов подключили один номиналом 10 нФ. Сравнить коэффициент заполнения выходного сигнала экспериментально найденного и рассчитанного по формуле 1.

Таблица 1 – Расчет коэффициента заполнения

Uвх, В	-4	-3,4	-2,2	-1,4	-0,4	0,4	1,4	2,4
tи, мс	0,2	0,51	0,98	1,38	1,77	2,14	2,55	2,96
D через Uвх и Uопмин/макс	0,3	0,33	0,39	0,43	0,48	0,52	0,57	0,62
D через tи	0,05	0,13	0,24	0,34	0,44	0,53	0,63	0,73

Пример расчета:

1. Экспериментальный:

2. Теоретический:

Рисунок 4 – Зависимость коэффициентов заполнения от напряжения на скользящем контакте

Вывод

В данной лабораторной работе были исследованы схемы генератора линейного изменяющегося напряжения (ГЛИН) и широтно-импульсный модулятор (ШИМ) на его основе, представленные на рисунках 1 и 2.

В ходе выполнения первого пункта было выяснено, что измеренный двойной размах пилообразного напряжения близок по значению с рассчитанным. Однако измеренная частота более чем в 2 раза больше той, что указана в методических указаниях. Такая разница возникала из-за несоответствия номинала конденсатора, используемого в данной работе и используемого в формуле. В работе мы использовали конденсатор с номиналом 2,2 мкФ, а в расчете было взято значение конденсатора 4,7 мкФ.

Исследуя схему ГЛИН (п. 2), убедились, что при Uвх = 0 на выходе получаются импульсы прямоугольной формы. При переключении переменного резистора из крайнего левого в крайнее правое положение светодиоды сначала мигают медленно, а затем горят постоянно (не мигают совсем). То есть меняя положение скользящего контакта переменного резистора мы меняем частоту мигания светодиодов, а в крайних положениях либо выключаем, либо включаем их.

Далее была произведена замена двух параллельно включенных конденсаторов на один. Частота выходного сигнала полученной схемы оказалось равной .

В последнем пункте были рассчитаны теоретические и экспериментальные значения коэффициентов заполнения (см. таблицу 1). Были построены зависимости коэффициентов заполнения от напряжения на скользящем контакте.